DE4444408A1

DE4444408A1 - Error detection procedure for speed sensors

Info

Publication number: DE4444408A1
Application number: DE4444408A
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl Ing Pfau
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1994-12-14
Filing date: 1994-12-14
Publication date: 1996-06-20
Also published as: DE59510054D1; WO1996018908A1; US5729476A; KR970700865A; KR100403228B1; EP0745225B1; EP0745225A1; JPH09509500A

Abstract

A process is disclosed for recognising the malfunction of a sensor of speed of rotation, for example the sensor for the speed of rotation of the wheels in ABS systems. Wheel speeds are derived from signals supplied by the sensor of the speed of rotation. Filtered wheel speeds and filtered wheel speed changes are derived from the wheel speeds. By comparing filtered and non-filtered values, and by carrying out plausibility analyses, sensor errors, in particular the absence of a sensor signal, are recognised.

Description

State of the art

Es ist bekannt, daß Drehzahlfühler, insbesondere Raddrehzahlfühler, die Informationen für sicherheitsrelevante Systeme wie ABS liefern, auf Fehlfunktion überwacht werden müssen. Fehlfunktionen können auftreten, wenn Störsignale eingestreut werden oder wenn Leitungsunterbrechungen oder ähnliches auftreten.It is known that speed sensors, in particular Wheel speed sensor, the information for deliver safety-relevant systems such as ABS Malfunction must be monitored. Can malfunction occur when interference signals are interspersed or when Line breaks or the like occur.

Da die Drehzahl üblicherweise aus der Zeit zwischen den vom Sensor gelieferten Signalflanken ermittelt wird, würde ein ausbleibendes Drehzahlfühlersignal bei der Geschwindigkeitsberechnung auf dem Zeitabstand zwischen zwei Signalflanken zu einer zu kleinen Drehzahl bzw. Radgeschwindigkeit führen. Bei ABS-Systemen würde dann ein fehlerhafter Druckabbau am betreffenden Rad erfolgen und zu Unsicherheiten führen.Since the speed is usually from the time between Detected signal edges would be determined, would missing speed sensor signal at the Speed calculation on the interval between two Signal edges at too low a speed or Lead wheel speed. With ABS systems would then be a Incorrect pressure reduction on the wheel in question and to Lead uncertainties.

Aus diesem Grund wird beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE-P 44 05 801.2 vorgeschlagen, bei einem Antiblockierregelsystem das Ausgangssignal des Raddrehzahlfühlers dahingehend zu überwachen, daß zum einen geprüft wird, ob zwischen einzelnen Impulsen des Sensorsignales eine plausible Zeit verstreicht. Weiterhin wird überprüft, ob bei Radhochlauf physikalisch unmögliche Änderungswerte auftreten. Davon abhängig werden zwei unterschiedliche Vergleichsschwellen abwechselnd wirksam gemacht, in Abhängigkeit von der Feststellung, ob das Rad kontinuierlich hochläuft oder nicht.For this reason, for example, in the German Patent application DE-P 44 05 801.2 proposed, at one Anti-lock control system the output signal of the To monitor wheel speed sensor so that on the one hand it is checked whether between individual pulses of the Sensor signals pass a plausible time. Farther it is checked whether physically impossible when the bike starts up Change values occur. Two will depend on it different comparison thresholds take effect alternately made depending on the determination of whether the wheel runs up continuously or not.

Weitere bekannte Lösungen zur schnellen Erkennung fehlender Sensorsignale beruhen im wesentlichen auf der Berechnung einer unplausibel hohen Radverzögerung. Es wird dann eine ungefilterte Radgeschwindigkeit aus der Zeit zwischen den letzten beiden eingetroffenen Flanken des Sensorsignales berechnet. Trifft über eine bestimmte Zeit keine Flanke ein, kann eine Flanke theoretisch gesetzt werden, die im günstigsten Fall zu diesem Zeitpunkt eintreffen würde. Aus einem so konstruierten Zeitintervall kann dann eine neue Radgeschwindigkeit berechnet werden. Aus der Differenz zur zuletzt berechneten Radgeschwindigkeit ergibt sich damit eine bestimmte Radverzögerung.Other known solutions for the quick detection of missing Sensor signals are essentially based on the calculation an implausibly high wheel deceleration. Then it becomes one unfiltered wheel speed from the time between last two incoming edges of the sensor signal calculated. If there is no edge over a certain time, can theoretically be set an edge that in best case would happen at this time. Out A time interval constructed in this way can then be replaced by a new one Wheel speed can be calculated. From the difference to last calculated wheel speed results a certain wheel deceleration.

Daraus kann umgekehrt für jede Geschwindigkeit bei einer vorgegebenen zulässigen Radverzögerung ein Zeitintervall bestimmt werden, in dem die nächste Flanke eintreffen muß. Diese Verfahren zur dynamischen Sensorüberwachung sind mehr oder weniger vereinfachte oder an die entsprechende Geschwindigkeitsberechnung angepaßte Abfragen einer maximal zulässigen Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Flanken. Ein solches Verfahren wird im übrigen in der EP 0 193 335 D1 beschrieben.Conversely, this can be done for any speed at a predetermined time interval be determined in which the next edge must arrive. These methods for dynamic sensor monitoring are more or less simplified or to the appropriate Speed calculation adapted queries a maximum allowable time between two consecutive Flanks. Such a procedure is otherwise in the EP 0 193 335 D1.

Bei den herkömmlichen Verfahren müssen sehr hohe Radverzögerungen bzw. entsprechende Zeiten abgefragt werden, um fälschliches Ansprechen zu vermeiden. Wenn die erforderlichen Überwachungsschwellen oder Überwachungszeiten jedoch zu groß sind, kann eine sporadisch auftretende Sensorunterbrechung nicht mehr erkannt werden. Dies ist ein Nachteil der bekannten Verfahren, insbesondere da in der Praxis große Radverzögerungen auftreten, wenn aus hoher Geschwindigkeit auf einem Untergrund mit hohem Reibwert abgebremst wird und mit dem eingeregelten Bremsdruck ein Reibwertsprung zu sehr niedrigem Reibwert stattfindet, wenn beispielsweise das Rad von der Fahrbahn abhebt.With conventional methods, very high Wheel delays or corresponding times are queried, to avoid false responses. If the required monitoring thresholds or monitoring times However, if they are too large, they can occur sporadically Sensor interruption can no longer be recognized. This is a Disadvantage of the known methods, especially since in the Practice large wheel decelerations when occurring from high Speed on a surface with a high coefficient of friction is braked and with the adjusted brake pressure Friction coefficient jump to very low coefficient of friction takes place when For example, the wheel lifts off the road.

Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß es sicher ist gegen fälschliches Ansprechen der Fehlererkennung bei gleichzeitig kleineren Überwachungsschwellen oder Überwachungszeiten, mit denen ein tatsächlicher Sensorausfall erkannt werden soll. Dies ist möglich, da eine Radentlastung oder ein Übergang zu niedrigem Reibwert nie schlagartig stattfindet.The inventive method with the features of The main claim has the advantage that it is safe is against false detection of error detection simultaneously lower monitoring thresholds or Monitoring times with which an actual Sensor failure should be detected. This is possible because of a Wheel relief or a transition to low friction never suddenly takes place.

Es ist also in besonders vorteilhafter Weise möglich, zu erkennen, ob ausbleibende Sensorsignale die Folge einer physikalischen Radverzögerung oder einer Unterbrechung des Sensorsignales sind.It is therefore possible in a particularly advantageous manner detect whether missing sensor signals are the result of a physical wheel deceleration or an interruption of the Are sensor signals.

Erzielt werden die Vorteile, indem eine dynamische Sensorüberwachung stattfindet, bei der gefilterte und ungefilterte Größen auf Plausibilität überwacht werden. Diese Größen sind in vorteilhafter Weise die ungefilterte Radgeschwindigkeit, die gefilterte Radgeschwindigkeit und die gefilterte Änderung (Ableitung) der Radgeschwindigkeit, also die gefilterte Beschleunigung.The benefits are achieved by using a dynamic Sensor monitoring takes place at the filtered and unfiltered quantities are monitored for plausibility. These sizes are advantageously the unfiltered Wheel speed, the filtered wheel speed and the filtered change (derivative) of the wheel speed, so the filtered acceleration.

Weitere Vorteile der Erfindung werden mit Hilfe der in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen erzielt. Further advantages of the invention are shown with the help of the Measures specified in subclaims achieved.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt dabei im einzelnen Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung, in der das erfindungsgemäße Verfahren abläuft und Fig. 2 ein Flußdiagramm eines Ausführungsbeispieles eines Verfahrens zur Fehlererkennung bei Drehzahlfühlern.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail in the following description. It shows in detail Fig. 1 is a block diagram of an arrangement, in the process of the invention proceeds, and Fig. 2 is a flowchart of an embodiment of a method for detecting faults in rotational speed sensors.

description

In Fig. 1 ist schematisch eine Anordnung dargestellt, mit der das Ausgangssignal (Sensorsignal) S1 eines Drehgeschwindigkeitssensors 10 ausgewertet werden soll. Dieser Drehgeschwindigkeitssensor 10 erfaßt beispielsweise die Rotationsgeschwindigkeit eines Rades, indem eine mit Radgeschwindigkeit umlaufende Scheibe 11 mit einer Anzahl von Zähnen 12 abgetastet wird.In Fig. 1 an arrangement is schematically shown, with the output signal (sensor signal) S1 of a rotational speed sensor 10 is to be evaluated. This rotational speed sensor 10 detects, for example, the rotational speed of a wheel by scanning a disk 11 rotating at wheel speed with a number of teeth 12 .

In der Auswerteanordnung 13, in der die erfindungsgemäßen Verfahren ablaufen, wird das Sensorsignal S1 ausgewertet. Dabei werden aus dem zeitlichen Abstand der Flanken des Sensorsignales S1 in üblicher Weise Drehzahlwerte berechnet. Ausgehend aus diesen Drehzahlwerten werden in der Auswerteanordnung 13 Ansteuersignale S2 beispielsweise für ein ABS-System gebildet, wobei weitere Signale, die als S3 bezeichnet werden, in der Auswerteanordnung mitverwertbar sind.The sensor signal S1 is evaluated in the evaluation arrangement 13 in which the methods according to the invention run. Speed values are calculated in the usual way from the time interval between the edges of the sensor signal S1. Starting from these speed values, control signals S2 are formed in the evaluation arrangement 13 , for example for an ABS system, further signals, which are referred to as S3, being able to be used in the evaluation arrangement.

In der Auswerteanordnung 13 wiederholen sich die Auswertungen in einem Zyklenabstand von t1 = 10 ms, wobei die Zeit t1 als beispielhafter Wert anzusehen ist.In the evaluation arrangement 13 , the evaluations are repeated at a cycle interval of t1 = 10 ms, the time t1 being regarded as an exemplary value.

Soll mit der in der Fig. 1 dargestellten Anordnung die Radgeschwindigkeit bei einem Kraftfahrzeug gemessen werden, kann davon ausgegangen werden, daß der Radumfang etwa 2 m ist. Wird mit einer Zähnezahl an der Scheibe 11 von beispielsweise 48 ausgegangen, muß bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von mehr als 7,5 km/h innerhalb der Zykluszeit von 10 ms mindestens ein Impuls auftreten. Ausgehend von dieser Erkenntnis beginnen die erfindungsgemäßen Verfahren zur Erkennung eines Sensorfehlers infolge eines ausbleibenden Sensorsignales.If the wheel speed in a motor vehicle is to be measured with the arrangement shown in FIG. 1, it can be assumed that the wheel circumference is approximately 2 m. If a number of teeth on the disk 11 is assumed to be, for example, 48, at least one pulse must occur at a vehicle speed of more than 7.5 km / h within the cycle time of 10 ms. Based on this knowledge, the methods according to the invention for detecting a sensor error due to a missing sensor signal begin.

In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild eines solchen Verfahren aufgezeigt, das in der Auswerteanordnung 13 abläuft. FIG. 2 shows a block diagram of such a method, which runs in the evaluation arrangement 13 .

Ausgehend vom Sensorsignal S1, das als Rechtecksignal angesehen werden kann und die Oberfläche der Scheibe 11 widerspiegelt, wird in der Auswerteanordnung 13 im ersten Schritt SCH1 überprüft, ob innerhalb der Zykluszeit t1 eine Signalflanke auftritt. Ist dies der Fall, beginnt das Auswerteprogramm den Schritt SCH1 von neuem. Wird dagegen erkannt, daß innerhalb der Zykluszeit im zurückliegenden 10 ms-Zyklus (n-1) keine Signalflanke aufgetreten ist, wird im Schritt SCH2 geprüft, ob im aktuellen Zyklus n die gefilterte Radgeschwindigkeit Vgef am betreffenden Rad größer ist als ein erster Schwellwert SW1, der beispielsweise 40 km/h beträgt.Starting from the sensor signal S1, which can be regarded as a square wave, and reflects the surface of the disk 11 is checked in the evaluation device 13 in the first step SCH1 whether a signal edge occurs within the cycle time t1. If this is the case, the evaluation program starts step SCH1 again. If, on the other hand, it is recognized that no signal edge has occurred within the cycle time in the previous 10 ms cycle (n-1), a check is carried out in step SCH2 to determine whether the filtered wheel speed Vgef on the wheel in question is greater than a first threshold value SW1 in the current cycle n, which is, for example, 40 km / h.

Die gefilterte Radgeschwindigkeit Vgef wird unabhängig vom Verfahren zur Fehlererkennung in der Auswerteanordnung 13 aus der ungefilterten Radgeschwindigkeit Vung berechnet. Die ungefilerte Radgeschwindigkeit Vung wird aus den zeitlichen Abstand der Flanken des Sensorsignales S1 in üblicher Weise berechnet.The filtered wheel speed Vgef is calculated independently of the method for error detection in the evaluation arrangement 13 from the unfiltered wheel speed Vung. The unfiltered wheel speed Vung is calculated in the usual way from the time interval between the edges of the sensor signal S1.

Die Geschwindigkeit von 40 km/h als Schwellwert SW1 ist ein empirischer Wert und erfordert eine Überwachungszeit von 10 ms, also gerade der Zykluszeit. The speed of 40 km / h as threshold SW1 is a empirical value and requires a monitoring time of 10 ms, just the cycle time.

Wird im Schritt SCH2 erkannt, daß die gefilterte Radgeschwindigkeit kleiner ist als 40 km/h, beginnt das Programm von neuem mit Schritt SCH1. Wird dagegen erkannt, daß die gefilterte Radgeschwindigkeit Vgef größer oder gleich ist als 40 km/h wird im Schritt SCH3 geprüft, ob die gefilterte und abgeleitete Geschwindigkeitsänderung DVGEF im betreffenden Zyklus am betreffenden Rad größer ist als ein weiterer Schwellwert SW2, z. B. -10 km/h.If it is recognized in step SCH2 that the filtered Wheel speed is less than 40 km / h, it starts Program again with step SCH1. However, if it is recognized that the filtered wheel speed Vgef is greater or is equal to 40 km / h is checked in step SCH3 whether the filtered and derived speed change DVGEF in relevant cycle on the relevant wheel is greater than one further threshold value SW2, e.g. B. -10 km / h.

Die gefilterte, abgeleitete Geschwindigkeit DVGEF (n) wird gebildet aus der Differenz der beiden gefilterten Radgeschwindigkeiten Vgef 10 ms (n) - Vgef 10 ms (n-1).The filtered, derived speed DVGEF (n) is formed from the difference between the two filtered Wheel speeds Vgef 10 ms (n) - Vgef 10 ms (n-1).

Wird im Schritt SCH3 erkannt, daß die gefilterte Radgeschwindigkeitsänderung den Schwellwert SW2 überschreitet, wird im Schritt SCH4 überprüft, ob für das betreffende Rad eine Fehlererkennung wegen erkannter Einstreuung eines Störsignales gesetzt ist. Ist keine Fehlererkennung gesetzt, wird im Schritt SCH5 geprüft, ob die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit FZREF größer ist als ein Schwellwert SW3, der beispielsweise ebenfalls 40 km/h beträgt.If it is recognized in step SCH3 that the filtered Wheel speed change the threshold value SW2 exceeds, it is checked in step SCH4 whether for relevant wheel an error detection because of detected Interference is set. Is not If error detection is set, it is checked in step SCH5 whether the vehicle reference speed FZREF is greater than one Threshold value SW3, which is also 40 km / h, for example is.

Ist auch diese Bedingung erfüllt, wird entweder bereits eine Fehlererkennung S4 ausgelöst oder es wird in einem zusätzlichen Schritt SCH6 überprüft, ob eine Aquaplaning-Erkennung am betreffenden Rad vorliegt. Liegt keine vor, wird in diesem Fall die Fehlererkennung S4 ausgelöst.If this condition is also fulfilled, either one will already be Error detection S4 triggered or it is in one additional step SCH6 checks whether a There is aquaplaning detection on the bike in question. Lies none before, in this case the error detection S4 triggered.

Wird in den Schritten SCH4, 5 und 6 jeweils auf nein erkannt, springt das Programm an den Anfang zurück.Is in steps SCH4, 5 and 6 to no recognized, the program jumps back to the beginning.

Die in den Schritten SCH4, 5 und 6 benötigten Informationen werden in der Auswerteeinrichtung 13 unabhängig vom Fehlererkennungsverfahren gewonnen. So wird beispielsweise mit Hilfe einer getrennten Fehlererkennung erkannt, ob Fehleinstreuungen vorliegen. Weiterhin wird aus den ermittelten Radgeschwindigkeiten eine Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit FZREF in üblicher Weise gebildet, beispielsweise ausgehend von der Geschwindigkeit des zweitschnellsten Rades. Ob Aquaplaning vorliegt oder nicht, kann ebenfalls durch getrennte Bedingungen erkannt werden.The information required in steps SCH4, 5 and 6 is obtained in the evaluation device 13 independently of the error detection method. With the help of a separate error detection, for example, it is recognized whether there are false interferences. Furthermore, a vehicle reference speed FZREF is formed from the determined wheel speeds in the usual way, for example starting from the speed of the second fastest wheel. Separate conditions can also be used to determine whether aquaplaning is present or not.

Mit den beschriebenen Verfahren kann also ein plötzlich ausbleibendes Sensorsignal als Sensorfehler erkannt werden. Es wird dabei gefordert, daß mindestens 10 ms lang keine Flanke des Sensorsignales S1 aufgetreten ist. Diese Bedingung wird bei jeder Geschwindigkeit kleiner als 7,5 km/h zyklusweise erfüllt. Es wird deshalb durch zusätzliche Bedingungen bezüglich der Vorgeschichte abgesichert, daß sich die Radgeschwindigkeit plötzlich verringert hat, wie es infolge physikalisch möglicher Radverzögerung nicht plausibel ist. Der vorgeschlagene Vergleich von gefilterten Größen, also der Erkennung der Radverzögerung und ungefilterter Größen, also eines Geschwindigkeitssprunges, wird die zusätzlich gewünschte Absicherung erreicht. Ist der DVGEF-Wert der gefilterten Geschwindigkeit betragsmäßig klein, kann davon ausgegangen werden, daß nicht seit mehreren 10 ms-Zyklen ein steiler Radeinlauf vorliegt. Wenn aber keine hohe Radverzögerung vorliegt, kann die ungefilterte Geschwindigkeit von der gefilterten nur bei Einstreuungen oder bei unterbrochenem Signal stark nach unten abweichen.With the methods described, one can suddenly missing sensor signal can be recognized as a sensor error. It is required that none for at least 10 ms Edge of sensor signal S1 has occurred. These Condition becomes less than at any speed 7.5 km / h fulfilled cyclically. It is therefore through additional conditions regarding the history assured that the wheel speed suddenly has decreased, as a result of being physically possible Wheel deceleration is not plausible. The proposed one Comparison of filtered sizes, i.e. the detection of the Wheel deceleration and unfiltered sizes, so one Speed jump, the additionally desired Hedge reached. Is the DVGEF value of the filtered Speed small, can be assumed become that steep for several 10 msec cycles There is wheel intake. But if there is no high wheel deceleration the unfiltered speed can vary from the filtered only in the case of interference or in the event of an interruption Signal deviate strongly downwards.

Claims

1. A method for error detection in speed sensors that emit an output signal that consists of a sequence of pulses, first checking whether a pulse edge has not occurred in a previous time interval, characterized in that further comparisons take place in which filtered variables and unfiltered Variables are evaluated together and an error signal is emitted if at least one of the conditions is met.

2. Procedure for error detection in speed sensors Claim 1, characterized in that the filtered and the unfiltered sizes depending on the current one Time interval or the previous time intervals be formed.

3. Procedure for error detection in speed sensors, the emit a pulse-shaped output signal, with the time interval of the pulse edges a rotational speed is determined and an error is detected by it is checked whether in a previous first Time interval no signal edge has occurred, whereby it is also checked whether the from the wheel speed Filtered wheel speed formed a first Threshold exceeds, characterized in that it is also checked whether the difference between the im previous cycle interval formed filtered Speed and that determined in the current cycle also filtered speed a second Threshold exceeds and if the three are met Conditions an error detection is issued.

4. Procedure for error detection in speed sensors one of the preceding claims, characterized in that that the threshold values (SW1, SW2) as plausible variables in the Connection with processes in an anti-lock control be formed in motor vehicles.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that additional error detections expire the electromagnetic interference in that Let the sensor signal be recognized and an error detection only is carried out if no interference is detected were.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the error detection only then is carried out when it is recognized that the Vehicle reference speed above a third Threshold is.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in addition monitoring takes place, which shows the occurrence of aquaplaning and error detection is only performed if no aquaplaning is detected.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a monitoring time (t1) is defined and this monitoring time (t1) at Predeterminable speeds is varied.